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摘要：随着我国科学技术的发展，在用声波透射法对基桩进行检测的时候，可以根据检测到的声波的不同的数据来对基桩的质量进行系统科学的分析。针对这样的情况，在本文中，笔者将结合实际案例来着重介绍声波透射法在基桩检测的应用方法途径。
关键词：声波透射法；桩基检测；应用；影响
一、声波透射法在基桩检测的应用的基本概念
在目前的生产实践中，对基桩进行检测时主要从基桩的完整程度与基桩的承载能力两个方面进行。一般来说，如果基桩的完整程度能够达到设计要求，那么基桩的承载能力应该亦能符合要求；但是如果反过来，基桩的承载力可以达到设计要求，那么基桩的完整程度不一定能符合标准。所以，在对基桩进行检测时，对其的完整程度进行检测是一个非常重要的步骤。一般来说，对基桩的完整程度检测有钻芯法与声波透射法、高低应变四种方法。这几种检测方法比较而言，声波透射法的优势体现于该方法属于非破损检测，检测范围可覆盖整个桩长范围内的各个断面，无检测盲区；检测结果准确可靠，能准确反映桩身各个缺陷在各自深度的准确位置和方位，不受桩长、检测场地等条件限制原则上只要混凝土硬化达到一定强度即可进行检测，，方便快捷。虽然较为复杂，但是其极高的准确率使得其在很多的工程实践中得到工程人员的青睐。
二、声波透射法检测基桩的基本原理和检测方法
2.1声波透射法的基本原理
运用声波透射法检测基桩时，应预先在需检测的基桩内按规范安装相应数量的声测管，声测管应固定保证其相互平行。在检测时，先将收发换能器和超声波发射器安置在预先安装好的声测管中，然后再在声测管中注入适量的清水，再由超声波发射器发射出超声波，发出的超声波将穿过那些等待检测基桩表面上的混凝土，然后被预先安装好的声测管检测到。由于基桩中的混凝土的结构表现呈多孔不均匀，超声波在穿过它时会发生一定程度的折射、反射与绕射，这造成的结果就是发射出的超声波的幅度、声速以及波形都发生了一定程度的变化，发生的这些变化反过来可以印证基桩的完整性是否达到设计要求。接下来，进行检测的过程人员便可以根据接收到的声波的幅度、声速以及波形对桩身完整性进行系统科学的研究分析。
2.2用声波透射法检测基桩的方式与检测基桩的仪器
在运用声波透射法对基桩进行检测时，检测孔的常用的方式一般有检测单孔、检测双孔以及检测桩外孔；检测探头升降的常用方式有同步水平方式、同步高差方式以及重叠声阴影方式与扇形扫射方式。
2.3基桩完整程度的检测
基桩完整程度的检测包括基桩自身完整程度的检测与组成基桩的混凝土缺陷的检测。
基桩自身完整程度的检测。检测基桩自身的完整程度时，主要是依靠对声速、波幅以及K・ΔT图像的分析。分析声速时，应先求出平均声速，再用平均声速与其两倍的标准差做差，从而判断是有否存在问题的临界值。分析波幅时，由于波幅对于基桩中存在的微小缺陷十分敏感，再求出接收的波幅的能量的平均值后，用平均值的二分之一的大小来对基桩的完整程度进行评估。 分析K・ΔT图像时，应先取高程与声波图像上的任意两点，求出该图线的斜率K的大小，再用K与ΔT做积，对求出的K・ΔT进行分析，继而判断基桩的完整程度。
混凝土缺陷的检测。一般来说，对混凝土缺陷检测时主要是利用声波的声速、频率、波幅以及波形所表现出的各个特点来进行分析研究。在实际的研究分析中，不能单纯的只是依靠对声波各个特性的分析来确定混凝土中是否存在缺陷。由于声速的大小与混凝土的弹性程度有直接关系，声波的波幅的形状和混凝土弹性程度有直接关系，所以通过对声速各个指标的分析能够为混凝土缺陷的检测得出较为合理科学的结果。对混凝土缺陷的检测的实际操作步骤简单的可以划分为一下五步：
（1）运用平测的方式对基桩各个需要检查的剖面仔细的进行全面系统的检查；
（2）将检查的结果记录下来并进行系统科学的分析，从而确定是否存在异常情况的剖面；
（3）如果在以上的检查步骤中发现存在异常情况的剖面，就对那些剖面在进行更加系统更加全面的检查；
（4）将各个剖面的检查结果进行综合，从而推断出基桩中混凝土的缺陷状况；
（5）得出混凝土的缺陷状况的数据后，用这些数据对桩的完整程度进行评估。
2.4对基桩中混凝土质量评估方法的缺陷
根据相关的规定，在对基桩的完整程度进行评估时依据基桩自身是否有缺陷和缺陷的程度深浅，可以将基桩的完整程度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级。此外，还可以根据基桩中存在异常状况的剖面的分布情况来对基桩的完整程度的类别进行划分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，毫无疑问，混凝土是由多种不同材料复合而成，在混凝土结构内部存在多种不同的界面，再由于外界地理、气候等各方面因素的影响，导致在对基桩的混凝土缺陷的检测当中，或多或少的都会存在因这些因素形成的有异常情况出现的剖面。所以，在实际的检测过程当中不能只是单纯的按照上诉的那些标准进行评价，如果生搬硬套，即使在检测中出现A类基桩，但是实际上却是相差甚远，甚至可能连B类的要求都难以达到。所以在实际的生产操作中，应综合声波各项特性的数据与混凝土正常的偏离情况以及异常剖面所呈现的波形与混凝土正常情况下呈现的波形进行系统的分析，从而对基桩中的混凝土的质量作出正确的评估。
三、声波透射法在基桩检测应用中的影响因素
在基桩的声波透射法检测的过程中，为准确获取超声波在混凝土中传播的三个声学参量，并以之判定基桩的桩身质量，检测人员除了要掌握扎实的理论基础知识和熟练的检测操作技术外，还应该了解影响三个声学参量测量的有关因素，这样就可以在检测和数据分析处理中，把这些影响因素顺便排除掉。
1、声测管的影响，某高速公路声波透射法检测时发现，大量桩在桩顶以下6m范围内声时、波幅、波形严重异常，按正常的施工水平判断出现大范围缺陷的可能性不大。经多方查找原因，后来发现声测管内有较厚油污，经了解该批声测管进货时厂家在管内涂防锈油过多，灌水后油在声测管上部积聚，严重干扰声波检测。后要求施工单位采用钢筋前端绑扎布对声测管进行清管处理，并重新置换干净清水后复测，结果声时、波幅、波形均正常。另外有时基桩成桩后由于各种原因没能及时进行检测，导致声测管锈蚀严重，铁锈对声波透射法的声时、波幅、波形均有严重干扰，甚至无法接收到波形。此时亦应先对声测管进行清管处理后方可进行正常检测。
2、声测管管接头的影响，中长桩通常要多根声测管连接起来通长到桩底，两管之间接头有采用短管节套焊接而成的，也有采用螺纹连接的。不论采用何种连接方法，进行超声检测时，若换能器正好处在两管接头之处时，有可能会造成声时增大，即声速降低，首波波幅明显下降的现象。因此在分析检测数据时，若深度一波速、深度一波幅曲线上出现有规律等间距的突变时，应考虑是否是管接头的影响，可根据声测管安装的施工记录辅助判断。
3、声测管弯曲的影响，声测管弯曲导致测距增大或减小，使正常混凝土的声时有可能超判据，此时应结合波幅与波形进行综合分析，一般情况下声波穿过的仍是均匀的混凝土，声测管弯曲对对波幅影响不大，波形仍保持正常，此时不应判为缺陷。但当声测管严重弯曲时，测距越来越小，缺陷处的声时有可能比测距较大处的声时小得多，在此处测线有可能不会超标，但仍需判为缺陷。因此在检测过程中不能根据某单一指标来作出判断，而应综合各个指标来分析是否有缺陷以及缺陷的范围和程度。
4、泥桨比重过大的影响，当泥浆比重过大时，在声测管周围局部会附着一薄层泥皮，两声测管之间发射换能器发射的声波将穿过泥皮，声波通过低声速介质，当泥皮较薄时，对声速影响不显著；当泥皮较厚时，将使声速严重降低、首波波幅大幅下降、波形畸变严重，声波现象就不能完全的展现出来。一般情况下，当某根声测管外包有泥皮时，与该声测管有关的剖面相应部位处声学参数均有异常，通过斜测法就可以判断泥皮的影响范围。
5、藕合剂的影响，在桩基超声波透射法检测过程中，经常会在声测管中注入清水作藕合剂，而这种方法在运用到实际施工时，一些施工单位或贪图方便、或对检测方法不甚了解，在声测管中随意注入泥水或污水，放置一段时间后，泥水发生沉淀，可能出现探头通不到管底，或者影响桩底声波信号，出现假缺陷，导致误判。实践表明，泥水中含砂率越高，对桩底声测信号的影响越大；纯泥浆对声测信号基本无影响；污水则会影响超声波的传播及接收。在某桥桩直接注入受污染的水作声测管藕合剂，检测结果发现成批桩桩顶以下约2 m范围内无声波信号，疑似桩顶严重缺陷，但现场已凿除的桩头混凝土完整密实，故怀疑声测管中的水有问题，当用清水置换管中污水之后复测，结果显示该批桩桩顶质量均无异常，属于合格桩。
6、桩身混凝土局部细小气泡的影响，当桩身混凝土局部气泡含量较大时，虽然气泡尺寸较小，对声波的传播路径影响不大，但由于空气的存在，对声波造成强烈的吸收衰减，导致声时基本正常，声幅超判据的情况。
7、桩底沉渣的影响，当超声检测到桩底时，如果桩低沉渣太厚，就会出现桩底声速和首波幅度急剧下降的情况，此时声速在2.0 km/s以下。
8、检测探头的影响，用不同的换能器进行测量，得到的首波波幅值差距也比较大。因此，不能生硬的比较不同探头检测的首波波幅，应作合理的分析。
9、混凝土龄期的影响，混凝土声速随龄期的增加而上升。但在硬化初期，声速很低，与泥砂夹层难以区别，而且在硬化初期，混凝土对声能的吸收衰减较大，信号强度较低，所以宜待混凝土龄期达到规范要求后，再进行声波透射法检测。
结束语：
声波透射法是一种检测基桩混凝土质量行之有效的方法，其检测方法简便、成果反映直观、检测精度高。在检测时，对有缺陷的桩应持慎重的态度，要综合考虑各方面的影响因素，不要漏判缺陷，也不要夸大缺陷的严重程度，要分析各声学参量发生变化的原因，科学准确地评价基桩混凝土质量。
参考文献：
[1]石志坚；浅谈声波透射法在基桩检测的应用方法 2015.7
[2]梁翠英；刍议声波透射法在基桩检测的应用途径 2017.3
[3]李志明；声波透射法在基桩检测的基本原理 2016.9
论文作者:龙宁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/18
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